EP3681711A1 - Kunststofffaserverbundwerkstoff-aluminium-laminat sowie herstellung und verwendung - Google Patents

Kunststofffaserverbundwerkstoff-aluminium-laminat sowie herstellung und verwendung

Info

Publication number
EP3681711A1
EP3681711A1 EP18759847.9A EP18759847A EP3681711A1 EP 3681711 A1 EP3681711 A1 EP 3681711A1 EP 18759847 A EP18759847 A EP 18759847A EP 3681711 A1 EP3681711 A1 EP 3681711A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber composite
plastic fiber
aluminum
composite material
laminate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18759847.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Björn BOSBACH
Bodo Fiedler
Melike BAYTEKIN-GERNGROSS
Mark-Daniel GERNGROSS
Jürgen CARSTENSEN
Rainer Adelung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Christian Albrechts Universitaet Kiel
Original Assignee
Christian Albrechts Universitaet Kiel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Christian Albrechts Universitaet Kiel filed Critical Christian Albrechts Universitaet Kiel
Publication of EP3681711A1 publication Critical patent/EP3681711A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14—Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/02—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions
    • B32B3/06—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions for securing layers together; for attaching the product to another member, e.g. to a support, or to another product, e.g. groove/tongue, interlocking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/10—Removing layers, or parts of layers, mechanically or chemically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/542—Shear strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/18—Aircraft

Definitions

  • the invention relates to a plastic fiber composite-aluminum laminate comprising at least one flat body of aluminum and / or an aluminum alloy and a plastic fiber composite material with a matrix material having a first or at least temporarily under temperature influence flowable and hereafter cured state. Furthermore, the invention relates to the use of a plastic fiber composite aluminum laminate as a mechanically strong lightweight material.
  • Matrix material with embedded therein usually oriented fibers of glass or carbon are suitable for this purpose.
  • the polymers may be thermosets, thermoplastics or elastomers, with epoxy resins being particularly widespread.
  • epoxy resins being particularly widespread.
  • Construction can generally lie.
  • Impact induced energy can not be dissipated by the fiber composite alone by local deformation, but often creates far-reaching cracks and delamination of the fibers from the matrix along the entire structure Examination is often barely recognizable, so that even with a small impact damage to the surface of a structure that need not be visible to the naked eye, the total failure of the structure under renewed mechanical stress must be expected.
  • Laminates of glass fiber reinforced polymer (GFRP) and aluminum are described, for example, in the publications GB 2253185 A and EP 1767343 A1
  • Such laminates have also been extensively investigated in recent years for their behavior under "mechanical impact”, for example by Cepeda-Jimenez et al., "Influence of the alumina thickness at the interfaces on the fracture mechanisms of aluminum multilayer composites", Material Science and Engineering A 496 (2008), pp. 133-142 or Moriniere et al., “Damage Eur. J. Eng. 2 (4), 2012, pp. 603-61 1 or by Jakubczak et al., "The impact behavior of aluminum hybrid laminates ", Aircraft Engineering and Aerospace Technology: An International Journal, Vol. 86 (4), 2014, pp. 287-294.
  • Adhesion of the metal layers to the fiber composite layers allows delamination at the interfacial layers. Also, all measures involving chemical bonding between metal and fiber composite e.g. By improving the anodization of aluminum and additional adhesion promoters, the problem has not been fundamentally solved.
  • Fig. 1 a shows, for example, a wire mesh made of metal, through the mesh through which the matrix material of the fiber composite material can form bridge connections on both sides of the network in the laminate.
  • the same purpose is the provided with holes metal foil in Fig. 1 b).
  • the permeability of the metal layers can be given as the ratio of the summed cross-sectional areas of the holes to the metal layer surface. It is 28% in Fig. 1 a) and 23% in Fig. 1 b). Indeed, as shown in Figure 4, higher interlaminar shear strength is experimentally detectable for perforated metal sheets, with higher permeability also exhibiting higher shear strength.
  • the metal layers in the area of release under mechanical load act like local knives carrying the
  • Embedded polymer matrix to form a composite with u. a. to produce improved mechanical properties.
  • the fragments referred to as aluminum small bodies, are patterned with a chemical etching attack in an etching bath on its entire surface with continuous circulation of the etching solution such that the small bodies are entrained by the movement of the etching solution.
  • the structuring itself takes place by means of an etching attack with a non-storable etching solution, which is replaced by a preceding one
  • Inoculation step is provided. This is necessary for preserving the shape of the small bodies, since otherwise they would be deformed or even destroyed due to their small dimensions with non-simultaneous etching of the entire surface.
  • the structures obtained on the surfaces of the small bodies show a highly hierarchical, upwardly tapering shape consisting of cubic elements of different sizes and areas with free volume, often by the cubic
  • Aluminum structures are covered. 1 shows a schematic cross-section of the anchoring structures obtainable by etching perpendicular to the etched aluminum surface. Since the remaining aluminum structures are sometimes connected to each other Stacked cubes with differently pronounced supernatants, which form such a bewildering sculpture, have been documented by the researchers and inventors of DE 10 2016 102 379 B3 to make such anchoring structures from a metal block with the term "sculpturing.” DE 10 2016 102 379 B3 teaches that mixing with
  • Anchorage structures coated aluminum small bodies with a first flowable and thereafter curing material after curing leads to a composite, which can not be destroyed or decomposed in any case by a failure of the chemical adhesion of the aluminum to the material.
  • these small aluminum bodies are generally not capable of efficiently transferring forces over greater distances - e.g. several millimeters far - to initiate into the workpiece.
  • Anchoring structures presented on aluminum In this case, for the electrochemical etching of steps and undercuts a salt water solution is used as the etching electrolyte, the common salt (NaCl) with a concentration from the interval of 200 mmol / l to 800 mmol / l and sodium sulfate (Na2S04) with a concentration of 5 mmol / l to 100 mmol / l.
  • an etching current density in the range between 10 mA / cm 2 and 100 mA / cm 2 and an etching bath temperature between 10 ° C and 40 ° C, an advantageous reaction kinetics can be achieved with the etching electrolyte, which leads to the "sculpturing" of the aluminum.
  • the working group of the inventors from which the publications DE 10 2016 102 379 B3 and DE 10 2016 1 13 641.7 originate, also has the article Baytekin-Gerngroß et al., "Making metal surfaces strong, resistant, and multifunctional by nanoscale-sculpturing ", Nanoscale Horiz., 2016, 1, 467.
  • The” Supplementary Information shows that, for example, the aluminum alloys AA1050, AA5754 and AA6060 after degreasing in acetone with an aqueous etching solution containing 7.25 wt.% HCl can be etched in a bath to form anchoring structures on the surfaces.
  • US 2010/0098910 A1 discloses a laminate produced from an aluminum alloy and a synthetic fiber composite material in which a very firm bond between a surface of the surface treated by an etching process is already known Aluminum alloy and the plastic fiber composite material is produced, wherein in the surface of the aluminum alloy anchoring structures are etched, said anchoring structures are simple recesses or projections.
  • the object of the present invention is to propose a plastic fiber composite aluminum laminate and a production method which does not have the problems of the known laminates and has improved performance characteristics than the laminates known in the prior art, in particular still more efficient laminates are to be produced.
  • the object is achieved by a plastic fiber composite aluminum laminate according to the main claim and a plastic fiber composite aluminum laminate manufacturing method according to the independent claim and a use of the plastic fiber composite aluminum laminate according to the invention.
  • the plastic fiber composite aluminum laminate has:
  • a plastic fiber composite material with a matrix material the first or at least temporarily under the influence of temperature flowable and hereafter
  • the flat body and the plastic fiber composite material have at least one common composite surface and are interconnected via this common composite surface, wherein the at least one flat body chemically and / or electrochemically etched anchoring structures at least on all composite surfaces to the
  • anchoring structures have steps and undercuts, wherein the anchoring structures are filled and / or enclosed by the matrix material of the plastic fiber composite material.
  • the anchoring structures may have been formed by means of a sculpturing method, reference being made to the explanations given in the introduction for sculpturing.
  • the anchoring structures can in particular be designed in such a way that they have a shape tapering to the surface and / or cubic
  • the plastic fiber composite aluminum laminate production method comprises the following steps:
  • the flat body may be arranged on the outside and / or inside of the laminate.
  • At least one flat body may be disposed within the plastic fiber composite material.
  • the one or more flat bodies can be arranged between layers of the plastic fiber composite material produced from a layer structure.
  • the adhesion at the interface of the plastic fiber composite aluminum laminate according to the invention is always higher than the shear strength / tensile strength of the plastic or the shear strength / tensile strength of the aluminum or aluminum alloy.
  • the aluminum or aluminum alloy flat bodies may in particular have a volume greater than 1 cubic centimeter and a thickness of at least 30 micrometers, preferably at least 100 micrometers, more preferably at least 500 micrometers.
  • the plastic fiber composite aluminum laminate may comprise: at least one aluminum flat body and / or one aluminum body
  • the flat body and the plastic fiber composite material have at least one common composite surface
  • the flat body has etched anchoring structures at least at all interfaces with the plastic fiber composite material, the anchoring structures of
  • Matrix material of the plastic fiber composite material are enclosed.
  • the improvement in the mechanical properties of the prior art aluminum-small-body plastic composite is based on the suppression of major failure mechanisms in the plastic such as the stopping of propagating in the plastic cracks on the aluminum small bodies.
  • flat aluminum body should here flat objects of aluminum or an aluminum alloy be designated with two extended flat sides, for example, a film or a solid sheet or a wire mesh or a perforated sheet or a perforated plate.
  • a film or a solid sheet or a wire mesh or a perforated sheet or a perforated plate Such a
  • Flat body should preferably have a volume greater than 1 cubic centimeter and a minimum thickness of 30 microns so that it has at least a lateral extent of several millimeters to a few centimeters. Also a much larger volume than 1
  • Cubic centimeter comes into question, for example, it may be in the flat body to a sheet of thickness 1 millimeter with length and width in the meter range.
  • Inventive flat body carries at least on its two flat sides - preferably seamless - etched anchoring structures of the type described above.
  • the flat bodies are by definition cantilevered objects that can be processed separately.
  • the anchoring structures can be produced on surfaces of aluminum and aluminum alloys using the methods named in the prior art. For the
  • Laminates according to the invention may in particular be those which comprise only an aluminum flat body. It is also possible to design the laminate in such a way that the aluminum flat body forms one of the outer sides of the laminate. Likewise, upper and lower sides of a laminate according to the invention may each be formed from an aluminum flat body, wherein the laminate has further layers of fiber composite material arranged between upper and lower sides.
  • the aluminum flat bodies provided on the outer and / or inner side may also have a corresponding structure on their plastic-fiber-composite-remote side, so that any lacquers and the like to be applied experience perfect adhesion.
  • An inventive plastic fiber composite aluminum laminate or fiber composite aluminum laminate is exemplified and preferably formed by the fact that at least one equipped with anchoring structures on both sides aluminum flat body with a plurality of the flat body surrounding layers of a
  • Fiber composite is laminated.
  • the individual layers of fiber composite material for example, prefabricated mats of juxtaposed fibers in one
  • the fiber composite material is a glass fiber reinforced and / or a carbon fiber reinforced epoxy resin.
  • the mats with fibers have a predetermined fiber orientation. They may be aligned with respect to a predetermined direction of the introduction of force into the laminate, for example along the force introduction direction - "0 ° orientation", "+ 45 ° or -45 ° orientation” - or perpendicular thereto - "90 ° orientation” ,
  • the prepreg process or the RTM process is explicitly included for the production of laminates according to the invention, that is to say an initially flowable and subsequently curing matrix material is also to be understood as a prepacking tape correspondingly by means of a stacker was positioned and only in the actual baking / manufacturing step quasi becomes flowable and finally cures by appropriate addition of thermal energy.
  • the application of a first or at least temporarily thermally flowable and subsequently thermosetting matrix material therefore means that the matrix material has to be flowable at least at one time during the production process, but not the entire time.
  • the laminates are formed as in the prior art by the juxtaposition of mats and flat bodies.
  • the matrix material of the mats is brought in flowable form as a binder between the individual layers, e.g. injected, and thereafter cured chemically or thermally.
  • the mats can be chemically or thermally softened on their flat sides, whereupon the scrim can be pressed under pressure to the laminate.
  • the methods of producing a laminate having any predetermined stacking sequence of layers of a fiber composite, which may also be parallel or differently oriented, with metal layers embedded therebetween, e.g. Slides are known per se.
  • a laminate according to the invention is produced precisely when flat bodies of aluminum or aluminum alloy with anchoring structures on their surface are used as metal layers in the process of laminating.
  • the adhesion between metal and fiber composite then turns out to be extremely good.
  • the flat bodies are advantageously not limited in terms of their thickness upwards, but they can also be mechanically designed particularly strong to a
  • the aluminum flat bodies have a thickness greater than 100 microns, more preferably greater than 500 microns.
  • a particular special case of the invention may further be seen therein when the plastic fiber composite aluminum laminate is performed without reinforcing fibers, that is, a plastic-aluminum laminate. This forms a very solid and durable
  • Fig. 1 a) a wire mesh of AIMg5 with a permeability of 28% and b) a
  • Perforated plate made of AIMg3 with a permeability of 23%;
  • Figure 2 is a sketch of a sample laminate provided for force introduction (compression) along the x-axis with notches A and inner shear surface B, whose durability is checked;
  • Fig. 3 is a sketch of the sample holder for the laminate on Fig. 2 for use in
  • FIG. 4 shows measurement curves of an ASTM D-3846-08 test for (1) GFRP, (2) a laminate of FIG
  • FIG. 1 a and (3) a laminate of GFRP and a perforated sheet of AIMg 3 as in FIG. 1 b), fibers aligned along the force introduction (0 ° orientation);
  • FIG. 5 graphs of an ASTM D-3846-08 test for (1) GFRP, (2) a laminate of
  • FIG. 6 graphs of an ASTM D-3846-08 test for (1) GFRP, (2) a laminate of
  • FIG. 7 shows measurement curves of an ASTM D-3846-08 test for (1) GFRP, (2) a laminate of FIG
  • a sample of a commercially available GF (E glass fiber non-crimp fabrics) scrim and a plurality of laminate samples made of just this GFRP and a metal layer are made.
  • the metal layer is thereby varied, concretely come a 0.65 mm thick solid sheet of AIMg3 (AA5754), a 0.65 mm thick perforated plate (perforated plate) as in Fig. 1 b) of the same material and a wire mesh (AI fabric) from AIMg5 ( AA5019) as shown in Fig. 1 a) for use.
  • the wire mesh has a wire diameter of 100 microns and a mesh size of also about 100 microns.
  • the Perforated sheet metal can be produced from the solid sheet by punching out holes with a diameter of 1, 5 mm and a hole spacing of 3 mm.
  • the laminate samples are made by the Resin Transfer Molding (RTM) process.
  • the glass fiber scrims are processed together with one of the above-described metal layers by means of an epoxy resin (RIMR 135 / RIMH 137) as a matrix polymer at 30 ° C for 48 h to form a laminate.
  • the laminates consist of a scrim with 90% fiber content in the 0 ° direction and 10% fiber content in the 90 ° direction.
  • (0 90% , 90 0% ) in the "lay-up" is always meant a continuous fiberglass mat from which the laminate is built by stacking a predetermined sequence of such mats.
  • the scrim is turned over, (90 0% , 0 90% ), so that the 0 ° -
  • Fiber direction lies in the median plane.
  • the finished laminates are singulated and diced according to ASTM Standard D3846-02 into rectangular test strips.
  • the length axes of the test strips are either oriented to match the predetermined fiber orientation - 0 ° samples - or perpendicular to the fiber orientation - 90 ° samples.
  • Fig. 2 shows the test strips schematically. The length axis is always the x-axis into which the force is applied. After separation of the laminates in
  • Test strips are polished the cut surfaces by means of silicon carbide (SiC) abrasive paper.
  • the separated strips are post-cured for 15 h at 80 ° C.
  • test strips are stored in a dessicator for two weeks before the mechanical tests are performed.
  • a Double Notch Shear (DNS) test is performed according to the standard ASTM D-3846-08 procedure, using a double-sided high-precision ripper 2) which run perpendicular to the introduction of force.
  • DNS Double Notch Shear
  • Fig. 3 shows the sample holder for the load test according to ASTM standard D-3846-08.
  • the test strips are prevented by the upper and lower part of the holder from avoiding the load by bending perpendicular to the direction of force.
  • the arrow points to a notched, clamped test strip. After being clamped in the holder, the test strips are machined along the
  • Length change ⁇ required force per cross-sectional area of the laminate is as
  • FIG. 4 GFRP + AIMg3 solid sheet ("filling sheet")
  • FIG. 4 shows the measurement results for the 0 ° samples
  • FIG. 5 shows the measurement results for the 90 ° samples in which the aluminum flat bodies do not work that is, they do not carry anchoring structures, which is why the sample is also missing
  • Solid sheet (4) as these test tires already delaminate when cutting. In both figures, however, a significantly better load capacity of the test strips with the perforated plate (3), in which the bridges formed by matrix material through the holes prevent the delamination for a while.
  • the laminate with wire mesh (2) has an even higher number of such bridges, these bridges are individually much thinner than the laminate with perforated plate.
  • the laminate with wire mesh (2) is reasonably close to a pure GFRP laminate (1) in its shear strength, but still remains clearly behind it. If one provides the aluminum flat bodies with anchoring structures at least on their flat sides, then the situation reverses completely unexpectedly for the skilled person.
  • FIG. 6 and 7 show the measurement curves for laminate test strips (2-4) according to the invention in comparison to the data for GFRP laminate (1) (the same as in Figures 4 and 5).
  • FIG. 6 shows measurement data for the 0 ° samples
  • FIG. 7 shows the measurement data of the 90 ° samples. All laminates that contain the etched aluminum flat body can now continue
  • Matrix material of the fiber composite under mechanical load fails, often being torn, i. the matrix material or the fiber-matrix connection is now the

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat aufweisend: wenigstens einen Flachkörper aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung sowie einen Kunststofffaserverbundwerkstoff mit einem Matrixmaterial, das einen zunächst oder wenigstens unter Temperatureinwirkung zeitweise fließfähigen und hiernach ausgehärteten Zustand besitzt, wobei der Flachkörper und der Kunststofffaserverbundwerkstoff wenigstens eine gemeinsame Verbundfläche aufweisen und über diese gemeinsame Verbundfläche miteinander verbunden sind, wobei der wenigstens eine Flachkörper geätzte Verankerungsstrukturen wenigstens an allen Verbundflächen zu dem Kunststofffaserverbundwerkstoff aufweist, wobei die Verankerungsstrukturen Stufen und Hinterschneidungen aufweisen, wobei die Verankerungsstrukturen vom Matrixmaterial des Kunststofffaserverbundwerkstoffs ausgefüllt und/oder umschlossen sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung des erfindungsgemäßen Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminats sowie weiter ein Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat-Herstellungsverfahren.

Description

Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat sowie Herstellung und
Verwendung
Die Erfindung betrifft ein Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat aufweisend wenigstens einen Flachkörper aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung sowie einen Kunststofffaserverbundwerkstoff mit einem Matrixmaterial, das einen zunächst oder wenigstens unter Temperatureinwirkung zeitweise fließfähigen und hiernach ausgehärteten Zustand besitzt. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium- Laminates als mechanisch belastbaren Leichtbauwerkstoff.
Vor allem im Flugzeugbau kommen Leichtbauwerkstoffe zur Gewichtsreduzierung bei gleichzeitiger Verbesserung der mechanischen Steifigkeit und Festigkeit im Vergleich zum Leichtmetall Aluminium zum Einsatz. Faserverbundwerkstoffe aus einem Polymer als
Matrixmaterial mit darin eingebetteten, üblich ausgerichteten Fasern aus Glas oder Kohlenstoff sind hierfür entsprechend geeignet. Die Polymere können dabei Duroplaste, Thermoplaste oder Elastomere sein, wobei Epoxidharze besonders verbreitet sind. Gleichwohl wird darauf hingewiesen, dass der Anwendungsbereich dieser Erfindung auch in weiteren Bereichen, wie der Automobilbranche, der Windenergieerzeugung oder der
Konstruktion im Allgemeinen liegen kann.
Nachteilig an Faserverbundwerkstoffen ist jedoch ihr sprödes Verhalten gegenüber
Stoßschäden („impact damage"). Die durch einen Stoß eingetragene Energie kann durch den Faserverbundwerkstoff allein nicht im Wege einer lokalen Deformation dissipiert werden, sondern erzeugt oft weitreichende Risse und Ablösungen der Fasern von der Matrix entlang der gesamten Struktur. Derartige Schäden sind ohne aufwendige Untersuchung häufig kaum erkennbar, so dass schon bei einer kleinen Stoßbeschädigung an der Oberfläche einer Struktur, die mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sein muss, mit dem Totalversagen der Struktur unter erneuter mechanischer Belastung gerechnet werden muss. Dabei ist Druckbelastung generell wesentlich kritischer als Zugbelastung.
Metalle sind auf Grund ihrer elastischen und plastischen mechanischen Eigenschaften deutlich weniger anfällig gegenüber Stoßschädigung, und Kräfte können deutlich einfacher eingeleitet werden. Doch selbst Leichtmetalle werden wegen ihres höheren Gewichtes im Vergleich zu Kunststoffen z.B. im Flugzeugbau immer weniger eingesetzt. Zu den bekanntesten Versuchen, die guten mechanischen Eigenschaften von Metallen in einer leichtgewichtigeren Variante zu nutzen, zählt Glass Laminate Aluminium Reinforced Epoxy (GLARE), das sich jedoch auf Grund des bisher nicht lösbaren Problems der schlechten Adhäsion zwischen den Metall- und
Kunststofflagen im Flugzeugbau nicht durchgesetzt hat. Laminate aus GFRP („glass fiber reinforced polymer", GFRP) und Aluminium werden beispielsweise in den Druckschriften GB 2253185 A und EP 1767343 A1 beschrieben. Solche Laminate wurden in den letzten Jahren auch ausgiebig auf ihr Verhalten unter„mechanical impact" hin untersucht, beispielsweise von Cepeda-Jimenez et al.„Influence of the alumina thickness at the interfaces on the fracture mechanisms of aluminium multilayer composites", Material Science and Engineering A 496 (2008), S. 133-142 oder von Moriniere et al. , "Damage evolution in GLARE fibre-metal laminate under repeated low velocity impact tests", Cent. Eur. J. Eng. 2 (4), 2012, S. 603-61 1 oder von Jakubczak et al. , "The impact behavior of aluminium hybrid laminates", Aircraft Engineering and Aerospace Technology: An International Journal, Vol. 86 (4), 2014, S. 287-294.
In allen bislang bekannten Untersuchungen stellte sich heraus, dass die relativ geringe
Adhäsion der Metall-Lagen an den Faserverbundwerkstoff-Lagen die Delamination an den Grenzflächen zwischen den Lagen ermöglicht. Auch alle Maßnahmen, die chemische Bindung zwischen Metall und Faserverbundwerkstoff z.B. durch Anodisieren von Aluminium und zusätzliche Haftvermittler zu verbessern, haben das Problem nicht fundamental gelöst.
Entweder wird die Schwächung des Laminats durch die geringe Matrix-Metall-Adhäsion akzeptiert, oder es werden so dünne Metallfolien einlaminiert, dass die Folien schon selbst reißen, bevor die Adhäsion zwischen Metall und Faserverbundwerkstoff versagt.
Zum Entstehen eines Risses mit einer inneren Fläche A benötigt man die Energie 2 γ A, wobei γ die spezifische Bindungsenergie beschreibt. Die sehr niedrige spezifische Bindungsenergie YMK zwischen Metall und Faserverbundwerkstoff im Vergleich zu den Metallbindungen YMM wird also bei sehr dünnen Folien dadurch kompensiert, dass die Querschnittsfläche A in der Metallfolie sehr klein gehalten wird und diese deshalb bei entsprechendem Energieeintrag eher bricht. Das Problem der Ablösung des Metalls vom Faserverbundwerkstoff gilt bislang als eine der Hauptursachen des strukturellen Versagens von Faserverbundwerkstoff-Metall-Laminaten. Häufig führen schon typische Bearbeitungsschritte wie Bohren und Fräsen zu der oben beschriebenen Delamination, weshalb der Ausschuss während der Produktion entsprechender Bauteile sehr hoch ist und eine teure und aufwendige Endkontrolle unumgänglich macht. Für eine optimale Krafteinleitung in einen Faserverbundwerkstoff sind relativ dicke
(typischerweise mehr als 100 μηι) Metallfolien mit relativ großer (typischerweise mehrere cm2) Fläche notwendig, die bisher jedoch auf Grund der leichten Delamination nicht geeignet in Laminat eingebettet werden konnten. Als bisher nicht veröffentlichte - nur mäßig erfolgreiche - Abhilfe zur Kraftentlastung der Metall- Faserverbundwerkstoff-Grenzflächen wurde erwogen, die Metall-Lagen perforiert
auszugestalten. Fig. 1 a) zeigt beispielsweise ein Drahtnetz aus Metall, durch dessen Maschen hindurch das Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffs zu beiden Seiten des Netzes im Laminat Brückenverbindungen ausbilden kann. Demselben Zweck dient die mit Löchern versehene Metallfolie in Fig. 1 b). Die Permeabilität der Metall-Lagen kann als das Verhältnis der aufsummierten Querschnittsflächen der Löcher zur Metall-Lagen-Fläche angegeben werden. Sie beträgt 28 % in Fig. 1 a) und 23 % in Fig. 1 b). Wie Fig. 4 zeigt, ist tatsächlich eine höhere interlaminare Scherfestigkeit experimentell nachweisbar für perforierte Metall-Lagen, wobei eine höhere Permeabilität auch eine höhere Scherfestigkeit zeigt. Mit Einsetzen des adhäsiven Versagens von Metall und Faserverbundwerkstoff jedoch wirken die Metall-Lagen im Bereich der Ablösung unter mechanischer Last wie lokale Messer, die die
Matrixmaterialbrücken dann durchtrennen.
„Sculpturing" - Verfahren Nachfolgend wird das im Stand der Technik bekannte sculpturing- Verfahren mittels
elektrochemischen Ätzens erläutert, wobei die Offenbarung gemäß der nachfolgenden
Druckschrift mit einbezogen wird.
In dem Patent DE 10 2016 102 379 B3 sollen kleine Fragmente aus Aluminium oder Aluminium- Legierung, die keine Nanopartikel und üblich auch größer als Mikropartikel sind, in eine
Polymermatrix eingebettet werden, um ein Komposit mit u. a. verbesserten mechanischen Eigenschaften herzustellen. Die Fragmente, bezeichnet als Aluminium-Kleinkörper, werden dazu mit einem chemischen Ätzangriff in einem Ätzbad auf ihrer gesamten Oberfläche strukturiert unter fortwährendem Umwälzen der Ätzlösung derart, dass die Kleinkörper von der Bewegung der Ätzlösung mitgerissen werden. Die Strukturierung selbst erfolgt durch einen Ätzangriff mit einer nicht lagerbeständigen Ätzlösung, die durch einen vorangehenden
Impfschritt bereitgestellt wird. Dies ist zur Formwahrung der Kleinkörper notwendig, da sie ansonsten aufgrund ihrer geringen Abmessungen bei nicht gleichzeitiger Ätzung der gesamten Oberfläche deformiert oder gar zerstört würden.
Die erzielten Strukturen auf den Oberflächen der Kleinkörper zeigen eine stark hierarchische, sich nach oben verjüngende Gestalt bestehend aus kubischen Elementen unterschiedlicher Größe sowie Bereichen mit freiem Volumen, die vielfach durch die kubischen
Aluminiumstrukturen überdeckt sind. Die dort gezeigte Fig. 1 stellt einen schematischen Querschnitt der durch Ätzung erzielbaren Verankerungsstrukturen senkrecht zur geätzten Aluminiumfläche dar. Da die verbleibenden Aluminiumstrukturen mitunter an aufeinander gestapelte Kuben mit verschieden stark ausgeprägten Überständen erinnern, die so eine verwirrende Skulptur bilden, haben die Forscher und Erfinder der DE 10 2016 102 379 B3 das Herstellen von derartigen Verankerungsstrukturen aus einem Metallblock mit dem Begriff „sculpturing" belegt. Die Druckschrift DE 10 2016 102 379 B3 lehrt, dass das Vermengen von mit
Verankerungsstrukturen überzogenen Aluminium-Kleinkörpern mit einem zunächst fließfähigen und hiernach aushärtenden Material nach der Aushärtung zu einem Komposit führt, das jedenfalls nicht durch ein Versagen der chemischen Adhäsion des Aluminiums an dem Material zerstört oder zerlegt werden kann. Diese Aluminium-Kleinkörper sind jedoch in der Regel nicht dazu geeignet, Kräfte effizient über größere Distanzen - z.B. mehrere Millimeter weit - in das Werkstück einzuleiten.
In der - zum Anmelde- bzw. Prioritätszeitpunkt noch unveröffentlichten - Druckschrift
DE 10 2016 1 13 641.7 wird auch ein elektrochemisches Verfahren zum Erzeugen von
Verankerungsstrukturen auf Aluminium vorgestellt. Dabei wird für das elektrochemische Ätzen von Stufen und Hinterschneidungen eine Salzwasserlösung als Ätzelektrolyt verwendet, die Kochsalz (NaCI) mit einer Konzentrationen aus dem Intervall von 200 mmol/l bis 800 mmol/l und Natriumsulfat (Na2S04) mit einer Konzentration von 5 mmol/l bis 100 mmol/l enthält. Durch Einrichten einer Ätzstromdichte im Bereich zwischen 10 mA/cm2 und 100 mA/cm2 und einer Ätzbadtemperatur zwischen 10°C und 40°C kann mit dem Ätzelektrolyten eine vorteilhafte Reaktionskinetik erreicht werden, die zum„sculpturing" des Aluminiums führt.
Die Arbeitsgruppe der Erfinder, von der die Druckschriften DE 10 2016 102 379 B3 und die DE 10 2016 1 13 641.7 stammen, hat zudem den Artikel Baytekin-Gerngroß et al.,„Making metal surfaces strong, resistant, and multifunctional by nanoscale-sculpturing", Nanoscale Horiz., 2016, 1 , 467 publiziert. Der„Supplementary Information" ist zu entnehmen, dass beispielsweise die Aluminium-Legierungen AA1050, AA5754 und AA6060 nach dem Entfetten in Aceton mit einer wässrigen Ätzlösung enthaltend 7,25 wt. % HCl in einem Bad geätzt werden können, um Verankerungsstrukturen auf den Oberflächen zu bilden.
Weiter sind aus dem Stand der Technik bekannt, Oberflächenstrukturen in
Aluminiumlegierungen zu ätzen, wobei bewusst, wie beispielsweise in der US 2016/0333227 A1 ausgeführt, einfache nach oben offene Strukturen ausgebildet werden, um eine bessere Anbindung zu realisieren.
Weiter ist aus der Druckschrift US 2010/0098910 A1 ein aus einer Aluminiumlegierung und Kunststofffaserverbundwerkstoff hergestelltes Laminat bekannt, bei dem schon eine sehr feste Verbindung zwischen einer mittels eines Ätzverfahrens bearbeiteten Oberfläche der Aluminiumlegierung und dem Kunststofffaserverbundwerkstoff hergestellt ist, wobei in die Oberfläche der Aluminiumlegierung Verankerungsstrukturen geätzt werden, wobei diese Verankerungsstrukturen einfache Vertiefungen oder Vorsprünge sind.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Kunststofffaserverbundwerkstoff- Aluminium-Laminat sowie ein Herstellungsverfahren vorzuschlagen, das die Probleme der bekannten Laminate nicht aufweist und verbesserte Leistungsmerkmale besitzt als die im Stand der Technik bekannten Laminate, wobei insbesondere noch leistungsfähigere Laminate erzeugt werden sollen..
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat gemäß Hauptanspruch sowie ein Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat- Herstellungsverfahren gemäß dem nebengeordneten Anspruch sowie einer Verwendung des erfindungsgemäßen Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminats.
Das Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat weist auf:
- wenigstens einen Flachkörper aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung
sowie
- einen Kunststofffaserverbundwerkstoff mit einem Matrixmaterial, das einen zunächst oder wenigstens unter Temperatureinwirkung zeitweise fließfähigen und hiernach
ausgehärteten Zustand besitzt,
wobei der Flachkörper und der Kunststofffaserverbundwerkstoff wenigstens eine gemeinsame Verbundfläche aufweisen und über diese gemeinsame Verbundfläche miteinander verbunden sind, wobei der wenigstens eine Flachkörper chemisch und/oder elektrochemisch geätzte Verankerungsstrukturen wenigstens an allen Verbundflächen zu dem
Kunststofffaserverbundwerkstoff aufweist,
und wobei die Verankerungsstrukturen Stufen und Hinterschneidungen aufweisen, wobei die Verankerungsstrukturen vom Matrixmaterial des Kunststofffaserverbundwerkstoffs ausgefüllt und/oder umschlossen sind.
Insbesondere können die Verankerungsstrukturen mittels sculpturing-Verfahren ausgebildet worden sein, wobei hierzu auf die in der Einleitung genannten Ausführungen zum sculpturing verwiesen wird. Weiter können die Verankerungsstrukturen insbesondere derart ausgebildet sein, dass diese sich zur Oberfläche verjüngende Gestalt aufweisen und/oder aus kubischen
Elementabschnitten unterschiedlicher Größe bestehen und/oder Bereiche mit freiem Volumen aufweisen, die vielfach durch kubische Aluminiumstrukturen überdeckt sind, wobei diese Strukturen insbesondere durch das sculpturing herstellbar sind bzw. hergestellt werden können. Verfahrensgemäß weist das Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat- Herstellungsverfahren die nachfolgenden Schritte auf:
a) Bereitstellen eines Flachkörpers aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung;
b) Bearbeiten wenigstens einer Oberfläche des Flachkörpers als Verbundfläche durch Ätzen mittels sculpturing-Verfahren zur Herstellung geätzter Verankerungsstrukturen in der wenigstens einen Verbundfläche des Flachkörpers;
c1) Aufbringen eines zunächst oder wenigstens unter Temperatureinwirkung zeitweise
fließfähigen und hiernach aushärtenden Matrixmaterials eines
Kunststofffaserverbundwerkstoffes zur Herstellung des Laminats auf die wenigstens eine Verbundfläche, wobei das Matrixmaterial des Kunststofffaserverbundwerkstoffs die
Verankerungsstrukturen ausfüllt und/oder umschließt
oder
c2) Aufbringen eines zunächst fließfähigen und hiernach aushärtenden Klebers auf die
wenigstens eine Verbundfläche und vor Aushärtung des Klebers anschließendes
Aufbringen eines vorgefertigten ausgehärteten Laminats.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen:
Der Flachkörper kann auf der Außenseite und/oder Innenseite des Laminats angeordnet sein.
Wenigstens ein Flachkörper kann innerhalb des Kunststofffaserverbundwerkstoffes angeordnet sein. Der oder die Flachkörper können zwischen Lagen des aus einem Lagenaufbau hergestellten Kunststofffaserverbundwerkstoffes angeordnet sein.
Bei Krafteinleitung in das Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat kann zunächst ein Versagen des Matrixmaterials oder der Faser-Matrix-Bindung des Faserverbundwerkstoffs unter mechanischer Last beobachtet werden bevor eine Ablösung des Faserverbundwerkstoffs von dem wenigstens einen Flachkörper stattfindet. Die Adhäsion an der Grenzfläche des erfindungsgemäßen Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminats ist immer höher als die Scherfestigkeit / Zugfestigkeit des Kunststoffes bzw. die Scherfestigkeit / Zugfestigkeit des Aluminiums bzw. Aluminiumlegierung.
Die Flachkörper aus Aluminium oder Aluminium-Legierung können insbesondere ein Volumen größer als 1 Kubikzentimeter und eine Dicke von wenigstens 30 Mikrometer, bevorzugt wenigsten 100 Mikrometer, besonders bevorzugt wenigstens 500 Mikrometer aufweisen. Ferner kann das Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat aufweisen: - wenigstens einen Flachkörper aus Aluminium und/oder einer
Aluminiumlegierung
sowie
- einen Kunststofffaserverbundwerkstoff, wobei das Matrixmaterial bei
Herstellung des Faserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat zumindest
zeitweise einen fließfähigen Zustand erreicht und nach Herstellung
einen ausgehärteten Zustand aufweist,
wobei der Flachkörper und der Kunststofffaserverbundwerkstoff wenigstens eine gemeinsame Verbundfläche aufweisen,
dadurch gekennzeichnet sein, dass
der Flachkörper geätzte Verankerungsstrukturen wenigstens an allen Grenzflächen zu dem Kunststofffaserverbundwerkstoff aufweist, wobei die Verankerungsstrukturen vom
Matrixmaterial des Kunststofffaserverbundwerkstoffs umschlossen sind. Die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des vorbekannten Aluminium-Kleinkörper- Kunststoff-Komposits beruht auf der Unterdrückung wesentlicher Versagensmechanismen im Kunststoff wie das Stoppen von sich im Kunststoff ausbreitenden Rissen an den Aluminium- Kleinkörpern. Um diese Vorteile auf ein Laminat nach dem Oberbegriff zu übertragen, sieht die Erfindung nun vor, Aluminium-Flachkörper mit Verankerungsstrukturen der vorbeschriebenen Art zu versehen und hiernach als separate Metall-Lagen („plies") zur Erzeugung des Laminats zu verwenden.
Als Aluminium-Flachkörper sollen hier flächige Objekte aus Aluminium oder einer Aluminium- Legierung mit zwei ausgedehnten Flachseiten bezeichnet sein, beispielsweise eine Folie oder ein Vollblech oder ein Drahtnetz oder eine Lochfolie oder ein Lochblech. Ein solcher
Flachkörper soll bevorzugt ein Volumen größer als 1 Kubikzentimeter und eine Mindestdicke von 30 Mikrometer aufweisen, damit er mindestens über eine laterale Ausdehnung von etlichen Millimetern bis einigen Zentimetern verfügt. Auch ein sehr viel größeres Volumen als 1
Kubikzentimeter kommt in Frage, beispielsweise kann es sich bei dem Flachkörper um ein Blech der Dicke 1 Millimeter mit Länge und Breite im Meterbereich handeln. Ein
erfindungsgemäßer Flachkörper trägt wenigstens auf seinen beiden Flachseiten - vorzugsweise lückenlos - geätzte Verankerungsstrukturen der vorbeschrieben Art. Die Flachkörper sind per Definition freitragende Objekte, die sich separat bearbeiten lassen.
Die Verankerungsstrukturen lassen sich auf Oberflächen aus Aluminium und Aluminium- Legierungen mit den im Stand der Technik benannten Verfahren herstellen. Für die
Verwendung in Laminaten sind relativ große, flächig ausgedehnte Flachkörper von Vorteil, so dass man bevorzugt das elektrochemische Ätzen in Betracht ziehen wird. Weiter ist auch das rein chemische Ätzen der Strukturen möglich.
Erfindungsgemäße Laminate können insbesondere solche sein, die lediglich einen Aluminium- Flachkörper umfassen. Dabei ist es auch möglich, das Laminat so auszugestalten, dass der Aluminium-Flachkörper eine der Außenseiten des Laminats bildet. Ebenso können Ober- und Unterseite eines erfindungsgemäßen Laminats aus je einem Aluminium-Flachkörper gebildet sein, wobei das Laminat weitere zwischen Ober- und Unterseite angeordnete Lagen aus Faserverbundwerkstoff aufweist.
Ferner können die auf der Außen- und/oder Innenseite vorgesehenen Aluminiumflachkörper auf deren Kunststofffaserverbundwerkstoff-fernen Seite ebenfalls eine entsprechende Struktur aufweisen, so dass etwaig aufzubringende Lacke und dgl. eine perfekte Haftung erfahren.
Ein erfindungsgemäßes Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat oder auch Faserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat wird beispiels- und vorzugsweise dadurch gebildet, dass wenigstens ein beidseitig mit Verankerungsstrukturen ausgestatteter Aluminium- Flachkörper mit einer Mehrzahl von den Flachkörper umgebenden Lagen aus einem
Faserverbundwerkstoff laminiert wird. Die einzelnen Lagen aus Faserverbundwerkstoff können beispielsweise vorgefertigte Matten aus nebeneinander angeordneten Fasern in einer
Polymermatrix sein, die in dieser Form kommerziell erhältlich sind. Vorzugsweise ist der Faserverbundwerkstoff ein glasfaserverstärktes und/oder ein kohlenstofffaserverstärktes Epoxidharz. Die Matten mit Fasern weisen eine vorbestimmte Faserausrichtung auf. Sie können in Bezug auf eine vorbestimmte Richtung der Krafteinleitung in das Laminat ausgerichtet werden, beispielsweise entlang der Krafteinleitungsrichtung -„0°-Ausrichtung",„+45° oder -45°- Ausrichtung" - oder senkrecht dazu -„90°-Ausrichtung".
Hinsichtlich der Herstellung des Matrixverbundes des Kunststofffaserverbundwerkstoff- Aluminium-Laminats können insbesondere das Prepreg-Tape-Legeverfahren als auch das bekannte RTM, Resin Transfer Moulding, Verfahren zur Anwendung kommen, wobei bei dem RTM-Verfahren flüssiger Kunststoff verwendet wird und beim Prepreg Verfahren Harzsysteme Verwendung finden, die zunächst zäh sind und während des Herstellungsprozesses in die flüssige Phase übergehen, bevor diese dann aushärten. Entsprechend den Ansprüchen und der textlichen Beschreibung wird zur Herstellung entsprechend erfindugsgemäßer Laminate das Prepreg-Verfahren bzw. das RTM-Verfahren explizit mit eingeschlossen, also unter eines zunächst fließfähigen und hiernach aushärtenden Matrixmaterials ist also auch ein Preprag Tape zu verstehen, das mittels eines Tapelegers entsprechend positioniert wurde und erst im tatsächlichen Back- / Herstellungsstep quasi fließfähig wird und durch entsprechende Hinzugabe thermischer Energie letztendlich gezielt aushärtet. Das Aufbringen eines zunächst oder wenigstens unter Temperatureinwirkung zeitweise fließfähigen und hiernach aushärtenden Matrixmaterials bedeutet also, dass das Matrixmaterial während des Herstellungsprozesses wenigstens zu einem Zeitpunkt fließfähig sein muss, jedoch nicht die gesamte Zeit.
Die Laminate werden wie im Stand der Technik durch das Aufeinanderlegen von Matten und Flachkörpern gebildet. Beispielsweise wird das Matrixmaterial der Matten in fließfähiger Form als Binder zwischen die einzelnen Lagen gebracht, z.B. injiziert, und hiernach chemisch oder auch thermisch ausgehärtet. Ebenso können die Matten auch an ihren Flachseiten chemisch oder thermisch aufgeweicht werden, woraufhin das Gelege unter Druckbeaufschlagung zum Laminat verpresst werden kann. Die Methoden zur Erzeugung eines Laminats mit irgendeiner vorbestimmten Stapelfolge von Lagen aus einem Faserverbundwerkstoff, die zudem auch parallel oder unterschiedlich ausgerichtet sein können, mit dazwischen eingebetteten Metall- Lagen, z.B. Folien, sind an sich bekannt. Ein erfindungsgemäßes Laminat entsteht genau dann, wenn beim Vorgang des Laminierens Flachkörper aus Aluminium oder Aluminium-Legierung mit Verankerungsstrukturen auf ihrer Oberfläche als Metall-Lagen verwendet werden.
Die Adhäsion zwischen Metall und Faserverbundwerkstoff erweist sich dann als extrem gut. Die Flachkörper sind dabei hinsichtlich ihrer Dicke vorteilhafterweise nicht nach oben limitiert, sondern sie können auch mechanisch besonders stark ausgelegt werden, um eine
weitreichende Krafteinleitung zu ermöglichen. Vorzugsweise weisen die Aluminium-Flachkörper eine Dicke größer als 100 Mikrometer, besonders bevorzugt größer als 500 Mikrometer auf.
Ein besonderer Spezialfall der Erfindung kann weiterhin darin gesehen werden, wenn das Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat ohne Verstärkungsfasern ausgeführt wird, also ein Kunststoff-Aluminium-Laminat. Hierbei bildet sich eine sehr feste und durable
Verbindung aus Aluminium und einem entsprechenden Kunststoff aus, wobei hinsichtlich des Kunststoffes und des Aluminiums auf die vorherigen bzw. weiteren Ausführungen als auch die Ansprüche verwiesen wird.
Nachfolgend wird die Erfindung noch näher erläutert anhand der folgenden Figuren und Ausführungsbeispiele.
Darin zeigen: Fig. 1 a) ein Drahtnetz aus AIMg5 mit einer Permeabilität von 28 % und b) ein
Lochblech aus AIMg3 mit einer Permeabilität von 23 %;
Fig. 2 die Skizze eines Probelaminats vorgesehen zur Krafteinleitung (Kompression) entlang der x-Achse mit Einkerbungen A und innerer Scherfläche B, deren Haltbarkeit überprüft wird;
Fig. 3 die Skizze des Probenhalter für das Laminat auf Fig. 2 zur Verwendung im
Standard-Test ASTM D-3846-08;
Fig. 4 Messkurven eines ASTM D-3846-08 Tests für (1) GFRP, (2) ein Laminat aus
GFRP und einem Drahtnetz aus AIMg5 wie Fig. 1 a) und (3) ein Laminat aus GFRP und einem Lochblech aus AIMg3 wie Fig. 1 b), Fasern ausgerichtet entlang Krafteinleitung (0°-Ausrichtung);
Fig. 5 Messkurven eines ASTM D-3846-08 Tests für (1) GFRP, (2) ein Laminat aus
GFRP und einem Drahtnetz aus AIMg5 wie Fig. 1 a) und (3) ein Laminat aus
GFRP und einem Lochblech aus AIMg3 wie Fig. 1 b), Fasern ausgerichtet senkrecht zur Krafteinleitung (90°-Ausrichtung);
Fig. 6 Messkurven eines ASTM D-3846-08 Tests für (1) GFRP, (2) ein Laminat aus
GFRP und einem Drahtnetz aus AIMg5 wie Fig. 1 a) und (3) ein Laminat aus
GFRP und einem Lochblech aus AIMg3 wie Fig. 1 b) und (4) ein Laminat aus
GFRP und einem Vollblech aus AIMg3, Fasern ausgerichtet entlang Krafteinleitung (0°-Ausrichtung), alle Metallkörper mit Verankerungsstrukturen versehen
und
Fig. 7 Messkurven eines ASTM D-3846-08 Tests für (1) GFRP, (2) ein Laminat aus
GFRP und einem Drahtnetz aus AIMg5 wie Fig. 1 a) und (3) ein Laminat aus GFRP und einem Lochblech aus AIMg3 wie Fig. 1 b) und (4) ein Laminat aus
GFRP und einem Vollblech aus AIMg3, Fasern ausgerichtet senkrecht zur Krafteinleitung (90°-Ausrichtung), alle Metallkörper mit Verankerungsstrukturen versehen.
Zur Überprüfung und Demonstration der mechanischen Eigenschaften eines
erfindungsgemäßen Laminats werden eine Probe aus einem kommerziell erhältlichen GF-(E- glass fiber non-crimp fabrics) Gelege und mehrere Laminat-Proben aus eben diesem GFRP und einer Metall-Lage gefertigt. Die Metall-Lage wird dabei variiert, konkret kommen ein 0.65 Millimeter starkes Vollblech aus AIMg3 (AA5754), ein 0.65 Millimeter starkes perforiertes Blech (Lochblech) wie in Fig. 1 b) aus demselben Material und ein Drahtnetz (AI fabric) aus AIMg5 (AA5019) wie gezeigt in Fig. 1 a) zur Anwendung. Das Drahtnetz weist einen Drahtdurchmesser von 100 Mikrometer und eine Maschenweite von ebenfalls etwa 100 Mikrometer auf. Das Lochblech kann aus dem Vollblech hergestellt werden durch Ausstanzen von Löchern mit 1 ,5 mm Durchmesser bei einem Lochabstand von 3 mm.
Die Laminat-Proben werden mittels des Resin Transfer Moulding (RTM) Prozesses hergestellt. Dazu werden in einer Form die Glasfaser-Gelege zusammen mit einer der oben beschriebenen Metall-Lagen mittels eines Epoxidharzes (RIMR 135/ RIMH 137) als Matrixpolymer bei 30°C für 48h zu einem Laminat verarbeitet. Die Laminate bestehen bzgl. der Glasfasern aus einem Gelege mit 90%-Faseranteil in 0°-Richtung und 10%-Faseranteil in 90°-Richtung. Mit (090%, 90 0%) im "Lay-up" ist immer eine zusammenhängende Glasfaser-Matte gemeint, aus der das Laminat durch Aufeinanderlegen einer vorbestimmten Folge von solchen Matten aufgebaut wird. Zur Mitte des Laminats hin wird das Gelege umgedreht, (90 0%, 090%), so dass die 0°-
Faserrichtung in der Mittelebene liegt. Typische Lay-Ups der hier erzeugten Proben sind [(090%, 90 0%)2, (90 0%, 090%)m, AI, AI, (090%, 90 0%)m, (90 0%, 090%)2]s mit m=3, wenn AI das Drahtnetz ist, sonst m=2, und s als Symmetrieebene.
Die fertigen Laminate werden gemäß ASTM Standard D3846-02 zu rechteckigen Teststreifen vereinzelt und eingekerbt.
Die Längenachsen der Teststreifen sind entweder so orientiert, dass sie mit der vorbestimmten Faserausrichtung übereinstimmen - 0°-Proben - oder zur Faserausrichtung senkrecht verlaufen - 90°-Proben. Fig. 2 zeigt die Teststreifen schematisch. Die Längenachse ist stets die x-Achse, in die die Krafteinleitung stattfindet. Nach der Vereinzelung der Laminate in
Teststreifen werden die Schnittflächen mittels Siliziumkarbid- (SiC)-Schleifpapier poliert.
Anschließend werden die vereinzelten Streifen für 15h bei 80°C nachgehärtet. Um die
Wiederaufnahme von Feuchtigkeit nach dem Trocknen zu verhindern, werden die Teststreifen in einem Dessikator für zwei Wochen gelagert, bevor die mechanischen Tests durchgeführt werden. Zur Ermittlung der interlaminaren Scherfestigkeit („inter-laminar shear strength") der verschiedenen Proben wird ein Double-Notch-Shear (DNS) Test nach dem Standardverfahren ASTM D-3846-08 durchgeführt. Dazu werden alle Teststreifen mittels einer Hochpräzisions- Trennmaschine mit beidseitigen Einkerbungen (vgl. A in Fig. 2) versehen, die senkrecht zur Krafteinleitung verlaufen. Die in der Mittelebene eines Teststreifens angeordnete Metall-Lage - oder GFRP bzw. GFK-Lage für eine reine GFRP bzw. GFK-Probe - muss durch die
Einkerbungen jeweils komplett durchtrennt werden. Unter Wrkung einer Kompression entlang der x-Achse werden die Teststreifen dann nur im Bereich der schraffierten Fläche (B in Fig. 2) belastet, was Delamination als Versagensursache bevorzugt. Fig. 3 zeigt den Probenhalter für den Belastungsversuch nach ASTM Standard D-3846-08. Die Teststreifen sind dabei durch Ober- und Unterteil des Halters daran gehindert, der Belastung durch eine Verbiegung senkrecht zur Kraftrichtung auszuweichen. Der Pfeil zeigt auf einen mit Einkerbungen versehenen, eingespannten Teststreifen. Die Teststreifen werden nach dem Einspannen in den Halter maschinell entlang der
Längenachse komprimiert mit einer Geschwindigkeit von 1 ,3 mm/min. Die für die
Längenänderung ΔΙ erforderliche Kraft pro Querschnittsfläche des Laminats ist als
Scherfestigkeit σ in Einheiten N/mm2 = MPa in den folgenden Figuren dargestellt. In allen Figuren sind die Messkurven an ihren Abrisspunkten - bei Zerstörung der Probe - mit Ziffern gekennzeichnet. Jede Ziffer bezeichnet das beprobte Material, und zwar durchgehend wie folgt:
1 = GFRP
2 = GFRP + AIMg5-Drahtnetz ("mesh")
3 = GFRP + AIMg3-Lochblech ("perforated sheet")
4 = GFRP + AIMg3-Vollblech („füll sheet") In Fig. 4 sind die Messergebnisse für die 0°-Proben und in Fig. 5 die Messergebnisse für die 90°-Proben zu sehen, bei denen die Aluminium-Flachkörper nicht bearbeitet worden sind, d.h. keine Verankerungsstrukturen tragen. Aus diesem Grund fehlt auch die Probe mit dem
Vollblech (4), da diese Testreifen bereits beim Zuschneiden delaminieren. In beiden Figuren zeigt sich jedoch eine deutlich bessere Belastbarkeit der Teststreifen mit dem Lochblech (3), in denen die durch die Löcher hindurch gebildeten Brücken aus Matrixmaterial die Delamination für eine Weile verhindern. Das Laminat mit Drahtnetz (2) weist eine noch höhere Anzahl von solchen Brücken auf, wobei diese Brücken einzeln sehr viel dünner als beim Laminat mit Lochblech sind. Das Laminat mit Drahtnetz (2) kommt in seiner Scherfestigkeit einem reinen GFRP-Laminat (1) einigermaßen nahe, bleibt aber noch klar dahinter zurück. Versieht man die Aluminium-Flachkörper mit Verankerungsstrukturen wenigstens auf ihren Flachseiten, dann kehren sich die Verhältnisse für den Fachmann unerwartet völlig um.
Die Fig. 6 und 7 zeigen die Messkurven für erfindungsgemäße Laminat-Teststreifen (2-4) im Vergleich zu den Daten für GFRP-Laminat (1) (dieselben wie in Fig. 4 und 5). Fig. 6 zeigt Messdaten für die 0°-Proben, und in Fig. 7 sind die Messdaten der 90°-Proben dargestellt. Alle Laminate, die die geätzten Aluminium-Flachkörper enthalten, lassen sich nun weiter
komprimieren und halten bis zum Versagen höheren Scherkräften stand als das reine GFRP- Laminat (1). Dabei zeigt bereits das Laminat mit Drahtnetz (2) eine leichte Verbesserung gegenüber (1), doch die Effekte werden sehr deutlich bei den Laminaten mit dem Lochblech (3) und dem Vollblech (4). Ausgerechnet das Laminat mit Vollblech (4), dessen Pendant ohne Verankerungsstrukturen nicht einmal testtauglich war, zeigt nun eine Scherfestigkeit bis zu über 70 MPa, was eine Steigerung um etwa 40 % gegenüber reinem GFRP bedeutet. Tatsächlich löst sich das Matrixmaterial RIMR 135/ RIMH 137 selbst dann noch nicht vom Metall, sondern es wird selbst zerrissen. Dem Datenblatt des Materials ist eine entsprechende Zugfestigkeit („tensile strength") von 60-75 MPa zu entnehmen.
Zudem sei an dieser Stelle angemerkt, dass Faser-Matrix-Ablösungen entstehen können, die auf Grund der„geringen" Faser-Matrix-Adhäsion erfolgen können.
Die nachträgliche Inspektion aller zerstörten Teststreifen bestätigt, dass die Anhaftung am Metall nirgends versagt hat. Vielmehr verlaufen alle Risse im Faserverbundwerkstoff. Das bedeutet, es ist nun einfacher, einzelne Fasern aus ihrer Einbettung herauszulösen, als die Anhaftung des Metalls am Faserverbundwerkstoff zu beenden.
Anders gesagt ist die bislang gültige Dickenlimitierung für Metall-Lagen in Laminaten, die dafür sorgen sollte, dass Kräfte aus dem Faserverbundwerkstoff ohne Delamination in das Metall übergehen, nunmehr obsolet. Delamination kann nun nur noch auftreten, wenn das
Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffs unter mechanischer Last versagt, wobei es oftmals zerrissen wird, d.h. das Matrixmaterial bzw. die Faser-Matrix-Anbindung ist jetzt das
schwächste Glied der Kette, und nicht mehr die Matrix-Metall-Adhäsion.

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminiurn-Larninat aufweisend:
- wenigstens einen Flachkörper aus Aluminium und/oder einer
Aluminiumlegierung
sowie
- einen Kunststofffaserverbundwerkstoff mit einem Matrixmaterial, das
einen zunächst oder wenigstens unter Temperatureinwirkung zeitweise fließfähigen und hiernach ausgehärteten Zustand besitzt,
wobei der Flachkörper und der Kunststofffaserverbundwerkstoff wenigstens eine gemeinsame Verbundfläche aufweisen und über diese gemeinsame Verbundfläche miteinander verbunden sind,
wobei der wenigstens eine Flachkörper chemisch und/oder elektrochemisch geätzte Verankerungsstrukturen wenigstens an allen Verbundflächen zu dem
Kunststofffaserverbundwerkstoff aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verankerungsstrukturen Stufen und Hinterschneidungen aufweisen, wobei die Verankerungsstrukturen vom Matrixmaterial des Kunststofffaserverbundwerkstoffs ausgefüllt und/oder umschlossen sind.
2. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verankerungsstrukturen mittels sculpturing-Verfahren ausgebildet sind.
3. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verankerungsstrukturen sich zur Oberfläche verjüngende Gestalt aufweisen und/oder aus kubischen Elementabschnitten unterschiedlicher Größe bestehen und/oder Bereiche mit freiem Volumen aufweisen, die vielfach durch kubische Aluminiumstrukturen überdeckt sind.
4. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Flachkörper auf der Außenseite und/oder Innenseite des Laminats angeordnet ist.
5. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminiurn-Larninat nach Anspruch 1 , 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Flachkörper innerhalb des Kunststofffaserverbundwerkstoffes angeordnet ist.
6. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der oder die Flachkörper zwischen Lagen des aus einem Lagenaufbau hergestellten Kunststofffaserverbundwerkstoffes angeordnet sind.
7. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Krafteinleitung in das Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat zunächst das Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffs oder die Faser-Matrix- Bindung unter mechanischer Last versagt bevor eine Ablösung des
Faserverbundwerkstoffs von dem wenigstens einen Flachkörper stattfindet .
8. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flachkörper aus Aluminium oder Aluminium-Legierung ein Volumen größer als 1 Kubikzentimeter und eine Dicke von wenigstens 30 Mikrometer oder wenigsten 100 Mikrometer oder wenigstens 500 Mikrometer aufweisen.
9. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunststofffaserverbundwerkstoff ein glasfaserverstärktes und/oder
kohlenstofffaserverstärktes Epoxidharz ist.
10. Verwendung des Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminats nach einem der vorangehenden Ansprüche als mechanisch belastbarer Leichtbauwerkstoff.
11. Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat-Herstellungsverfahren
aufweisend die Schritte: a) Bereitstellen eines Flachkörpers aus Aluminium und/oder einer
Aluminiumlegierung;
b) Bearbeiten wenigstens einer Oberfläche des Flachkörpers als Verbundfläche durch Ätzen mittels sculpturing-Verfahren zur Herstellung geätzter
Verankerungsstrukturen in der wenigstens einen Verbundfläche des
Flachkörpers;
c1) Aufbringen eines zunächst oder wenigstens unter Temperatureinwirkung
zeitweise fließfähigen und hiernach aushärtenden Matrixmaterials eines Kunststofffaserverbundwerkstoffes zur Herstellung des Laminats auf die wenigstens eine Verbundfläche, wobei das Matrixmaterial des
Kunststofffaserverbundwerkstoffs die Verankerungsstrukturen ausfüllt und/oder umschließt
oder
c2) Aufbringen eines zunächst fließfähigen und hiernach aushärtenden Klebers auf die wenigstens eine Verbundfläche und vor Aushärtung des Klebers anschließendes Aufbringen eines vorgefertigten ausgehärteten Laminats.
EP18759847.9A 2017-08-18 2018-08-16 Kunststofffaserverbundwerkstoff-aluminium-laminat sowie herstellung und verwendung Pending EP3681711A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017118940.8A DE102017118940A1 (de) 2017-08-18 2017-08-18 Kunststofffaserverbundwerkstoff-Aluminium-Laminat sowie Verwendung
PCT/DE2018/100717 WO2019034211A1 (de) 2017-08-18 2018-08-16 Kunststofffaserverbundwerkstoff-aluminium-laminat sowie herstellung und verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3681711A1 true EP3681711A1 (de) 2020-07-22

Family

ID=63404917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18759847.9A Pending EP3681711A1 (de) 2017-08-18 2018-08-16 Kunststofffaserverbundwerkstoff-aluminium-laminat sowie herstellung und verwendung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11554573B2 (de)
EP (1) EP3681711A1 (de)
DE (1) DE102017118940A1 (de)
WO (1) WO2019034211A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112861345B (zh) * 2021-02-08 2023-10-20 中国工程物理研究院研究生院 考虑温度效应的聚合物粘结复合材料本构模型构建方法
WO2024005759A1 (en) * 2022-06-29 2024-01-04 Tusas- Turk Havacilik Ve Uzay Sanayii Anonim Sirketi A fiber-metal laminate producing method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2253185A (en) * 1991-03-01 1992-09-02 Secr Defence Reinforced alloy laminates
CN1717323B (zh) * 2002-11-08 2010-06-09 大成普拉斯株式会社 铝合金与树脂组合物的复合体及其制造方法
RU2270098C1 (ru) 2004-07-14 2006-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Слоистый композиционный материал и изделие, выполненное из него
JP5094839B2 (ja) * 2007-03-12 2012-12-12 大成プラス株式会社 アルミニウム合金複合体
US8192815B2 (en) * 2007-07-13 2012-06-05 Apple Inc. Methods and systems for forming a dual layer housing
CN102056724A (zh) * 2008-06-12 2011-05-11 日本轻金属株式会社 铝-树脂注塑一体成形品及其制造方法
US10434741B2 (en) * 2013-07-18 2019-10-08 Daicel Polymer Ltd. Composite molded article
KR101493768B1 (ko) * 2014-09-04 2015-02-17 (주)일광폴리머 알루미늄-수지 복합체의 제조 방법
JP6341880B2 (ja) * 2015-05-12 2018-06-13 合資会社アンドーコーポレーション 含金属複合体の製造方法
DE102016102379B3 (de) 2016-02-11 2016-11-03 Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel Verfahren zur Ätzung der Oberfläche von Aluminium-Kleinkörpern, Aluminium-Kleinkörper mit geätzter Oberfläche und solche Kleinkörper enthaltende Materialverbunde
DE102016113641A1 (de) 2016-07-25 2018-01-25 Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel Aluminium-Kupfer-Konnektor aufweisend eine Heterostruktur und Verfahren zur Herstellung der Heterostruktur

Also Published As

Publication number Publication date
US11554573B2 (en) 2023-01-17
DE102017118940A1 (de) 2019-02-21
WO2019034211A1 (de) 2019-02-21
US20200180273A1 (en) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2481569B1 (de) Kraftfahrzeugbauteil und Verfahren zur Herstellung des Kraftfahrzeugbauteils
EP3088121B1 (de) Metallbauteil mit zumindest einem multidimensional strukturierten verbindungsabschnitt sowie verfahren zu dessen herstellung
EP1495858B1 (de) Leichtbaustruktur aus metallischen schichtwerkstoffen
DE102018111306A1 (de) Verfahren zum Applizieren eines Werkstoffes auf ein Faserverbundbauteil
DE102013107849B4 (de) Faserverbundstruktur und Verfahren zur Herstellung
DE102018129495A1 (de) Verfahren zur Reparatur eines Metall-Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteils
DE102008059653B4 (de) Flächiges Bauteil eines Fluggerätes und Verfahren zu dessen Herstellung
EP3681711A1 (de) Kunststofffaserverbundwerkstoff-aluminium-laminat sowie herstellung und verwendung
WO2010031372A1 (de) Verbindungen zwischen einem monolithischen metallbauteil und einem endlos faserverstärkten laminatbauteil sowie verfahren zur herstellung derselben
DE102011010384B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils
DE10360808B4 (de) Faserverstärkter metallischer Verbundwerkstoff
DE102009010621B3 (de) Wabenstabilisierung
EP1495859B1 (de) Leichtbaustruktur
WO2021023829A1 (de) Verfahren zum reparieren eines faserverbundbauteils
DE60224173T2 (de) Metallverbundwerkstofflaminate und verfahren zur herstellung derselben
EP3642021B1 (de) Multi-material-verbund und verfahren zu dessen herstellung
DE102010035324A1 (de) Strukturelement aus einem Hybridlaminat
EP3944944B1 (de) Konturiertes strukturelement und herstellung des konturierten strukturelements
DE102013108645B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Prüfkörpers und Verwendung des Prüfkörpers
EP3405341B1 (de) Schichtverbund, aufgebaut aus einer ersten schicht aus einem ersten material und einer zweiten schicht aus einem mit endlosfasern verstärkten polymer
DE102019121564A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bauteils sowie Bauteil hierzu
DE102008052604B4 (de) Faserverstärkter Verbundwerkstoff sowie Verfahren zur Herstellung desselben
DE102006023210B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Laminatstruktur, Laminatstruktur und deren Verwendung
DE10106057C2 (de) Piezokeramische Platte und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102008062860A1 (de) Schichtverbundwerkstoff, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200316

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220608